聚合物共挤专利技术综述

陆万祥　王静

摘 要：本文通过检索、统计、分析国内外聚合物共挤成型技术的专利申请文献，从中获取申请量趋势、各分支技术发展趋势、重要申请人信息，并通过具体案例介绍撰写专利技术综述报告对审查员在审查实践中的意义。

关键词：共挤成型；聚合物；专利技术

中图分类号：TB33-18 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2017）06-0144-02

Review on the Patent Technology of Polymer Coextrusion

Lu Wanxiang Wang Jing

（Patent Examination Cooperation Jiangsu Center of the Patent Office，SIPO，Suzhou Jiangsu 215011）

Abstract： In this paper， we obtained the trend of the application， the trend of the development of the branched technology and the important applicant information through searching， statistics and analysis of domestic and abroad polymer co-extrusion technology patent application literature， at the same time.

Keywords： co-extrusion；polymer；patent technology

随着经济的发展，人们对聚合物产品性能要求不断提高，单一材料的制品已不能满足产品的使用性能及某些特性上、外观上的特殊要求。改进上述不足的方式有多种，其中最重要的一个就是共挤成型工艺。聚合物共挤成型技术是指使用数台挤出机分别供给不同的熔融料流，在一个复合机头内汇合共挤出得到多层复合制品的加工过程。它能够使多层具有不同特性的物料在挤出过程中彼此复合在一起，使制品兼具几种不同材料的优良特性，在特性上进行互补，从而得到特殊要求的性能和外觀。

1 共挤成型技术的发展路线及共挤设备

1.1 发展路线

在专利申请方面，主要包括以下几个技术方向，即薄膜共挤成型技术、管材共挤成型技术、型材/异型材共挤成型技术、板材/片材共挤成型技术以及电线、电缆、光纤、光缆共挤成型技术，特别是在异型材共挤成型技术方面，国内的相关研究成果已达到国际先进水平。共挤成型技术的发展路线如图1所示。

1.2 共挤设备

一般而言，一台多层共挤设备包括挤出机、吹塑机头、冷却系统、控制系统以及其他后续加工工序部件。

2 共挤成型领域重点专利技术介绍

2.1 薄膜共挤成型技术

薄膜是用量最大的包装制品，其中，塑料多层复合膜是最重要和最有代表性的产品。

相关专利有：CN1358618A，七层共挤抗卷曲复合薄膜的非对称结构，根据力学平衡原理，利用同种或同类材料的相同特性，将七层不对称结构共挤复合薄膜的第2、3、4层设计成平衡桥结构，以此抵消其他层之间由于结晶温度不同而造成的应力不平衡，从而克服薄膜发生卷曲的现象；US2007045893A1，多层热塑性膜及制备方法，共挤出包含第一聚碳酸酯组合物的第一层，包含第二聚碳酸酯组合物的第二层，该第二聚碳酸酯组合物含有聚碳酸酯和视觉效果填料，其中第二聚碳酸酯组合物在共挤出期间经受的剪应力大于或等于40kPa。

2.2 管材共挤成型技术

多层共挤复合管材中比较典型的是铝塑复合管和芯层发泡复合管。

相关专利有：CN102001183A，二次复合铝塑软管制管机及其制造复合铝塑软管的方法，通过在铝塑复合软管外表面上复合挤出软管，使软管外表面无焊接接缝，外形更美观；两种材料软管的复合，增加了软管的防渗透性；CN1537713A，塑覆微发泡隔热保温金属管的制造方法，在金属管外设有塑料微发泡隔热层，在塑料微发泡隔热层外设有防老化外层保护层。

2.3 型材/异型材共挤成型技术

共挤出技术在异型材挤出上的应用主要分为两类[1]：①改善异型材的外观质量；②增加功能。

按共挤材料的特性，塑料异型材的共挤出技术分为4种：软硬共挤出、芯部发泡共挤出、废料共挤出及双色共挤出。塑料异型材双色共挤出技术是近几年来新兴的塑料门窗异型材成型工艺，该异型材的主型材既可以是PVC，也可以是其他材料，由于彩色塑料共挤层很薄，基本不影响异型材的力学性能，相应增加的成本也较低[2]。

2.4 板材/片材共挤成型技术

近年来，共挤复合板的发展也很迅速，尤其是在欧美、日本的发展更为迅速。

相关专利有：CN101913241A，一种PVC发泡板制作机，通过增加和改造配置一些标准零部件，可实现、改变目前PVC发泡的加工方式，取消了加工中上下两层挤压、复合成品膜的形式，以注塑挤压三层的方式，达到并超过了现有技术PVC发泡板的质量水平；CN1807063A，共挤片材挤出设备，设有五个挤出机，并且设有分配器，生产出来的片材的五层材料可以采用五种不同的材料，并且可以按造需求调整各层材料的复合比例。

2.5 电线、电缆、光纤、光缆共挤成型技术

电线、电缆共挤出的目的是除镶入加强筋、螺旋纹等花纹或在制品外周表面进行全涂覆取得色别标志外，还可采用物理性能不同的材料对其进行多层共挤出包覆。同时，共挤复合法已成为光纤成型的主要方法，芯材和皮材分别由不同的挤出机挤出，然后在机头中复合。塑料光纤共挤复合法的关键是挤出机的选择、共挤模具的设计及冷却装置和牵引装置的设计与选择。

相关专利有：CN102114708A，连续化制备折射率沿径向渐变的有机聚合物光导纤维的方法及装置，将n种具有不同折射率的透明有机聚合物材料分别置于n台各自的螺杆挤出机中加热熔融后，分别通过各自的螺杆挤出机和在螺杆挤出机出口处安装的有机聚合物熔体齿轮泵，由各自的有机聚合物熔体齿轮泵的出口分别进入一具有n层同芯环形的共挤模头的各层的进口，并分别由具有n层同芯环形的共挤模头的各自出口同步挤出，经共挤模头的机头出口后，形成多层同心的圆棒，并经牵引设备拉伸，得到同心圆柱体结构的具有n层折射率沿径向渐变的有机聚合物光导纤维；EP2711934A1，用于电缆的硅多层绝缘体，每种组合物使用一个挤压机将所述组合物挤出，以便流动，直到所述组合物聚集在其中的相同挤压头共同被挤出。

3 申请量分析

在确定了聚合物共挤出的技术领域定义后，在中国专利文摘数据库（CNABS）中以分类号和关键词进行检索，检索对象限定在公开日在2004-2013年的发明和实用新型专利申请，并对检索结果进行分析，如图2所示。

从图2可以看出，在共挤出成型技术中，型材/异型材、板材/片材、电线/电缆/光纤/光缆共挤成型技术的专利量相对较少，整体走势上升中趋向平稳，说明该技术已经处于成熟期或者存在某种不足而没有继续发展。而薄膜共挤成型技术的专利量相对较大，特别是2009年以后，其发展迅速，且整体走势直接影响专利总量的走势，这与近些年来国内不断出现的食品安全问题有关，因此急需提高各类食品包装或保护膜的质量，所以对于薄膜共挤成型技术的研究也得到飞速发展；而管材共挤成型技术的发展介于两者之间，除了2010-2011年有较大增速外，基本处于稳步发展状态。

参考文献：

[1]王强等.共挤技术在PVC-U发泡挤出中的应用[J].化学建材，2004（5）：31.

[2]王福彪.塑料异型材双色共挤出技术[J].工程塑料应用，2004（3）：35.